国家自然科学基金(21073174)
- 作品数：5 被引量：7H指数：2
- 相关作者：李银妹王自强周金华任煜轩刘伟伟更多>>
- 相关机构：中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室华侨大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金全球变化研究国家重大科学研究计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程生物学更多>>
- 时间飞行法测量光阱刚度的实验研究被引量：2
- 2012年
- 传统的测量光阱刚度的方法如功率谱法是基于微粒的布朗运动,适用于直径范围几百纳米到几微米的微球,在几微米以上并不具有明显优势.本文发展一种时间飞行的方法测量光阱对微球的刚度.该方法是基于跟踪微粒的运动轨迹获得光阱刚度.通过比较不同功率下,不同大小以及不同材料的微球的光阱刚度和误差,结果表明时间飞行法适用于直径范围5–10μm的微球;论文中用功率谱法和均方位移法测量了5μm标准聚苯乙烯小球的光阱刚度与时间飞行法测得的结果作为对比,由于受相机采集速率的影响,所测刚度值比理想值偏高,比较而言,时间飞行法的测量结果更加接近于真实值,对于光阱刚度的快速标定有着重要意义.该方法可以应用在特殊光场分布的激光阱中测量微球的光阱刚度;在实现细胞层次的力学特性测量中它可避免使用微球作为探针,为更深层次研究细胞上的复杂单分子过程提供了一个研究手段.
- 周丹丹任煜轩刘伟伟龚雷李银妹
- 关键词：光镊细胞
- 泽尼克多项式校正全息阵列光镊像差的实验研究被引量：3
- 2012年
- 像差会影响光镊对粒子的捕获效果.全息阵列光镊中,像差不仅来自光学元件,由特定算法设计的光阱相位片也会在光路中引入像差.本文通过液晶空间光调制器加载泽尼克多项式相位图,对全息阵列光镊中由光栅透镜组型算法引起的像差进行校正.结果显示:利用三阶泽尼克多项式可有效消除光路中由光栅透镜组型算法引起的慧差,使得捕获2μm聚苯乙烯小球的阵列光阱刚度提高了约40%;对比不同项的像差校正结果发现,全息阵列光镊中由算法引起的慧差与光学元件引起的像差一样,也会对阵列光阱的捕获效果产生较大影响;同时根据一阶像差校正结果可得光栅透镜组型算法对于—阶泽尼克像差具有鲁棒性.实验结果表明,对全息阵列光镊中由算法引起的像差进行校正,对于提高光阱的捕获效果和深化对算法特性的认识都具有重要意义.
- 刘伟伟任煜轩高红芳孙晴王自强李银妹
- 胶体微粒间相互作用势测量系统被引量：1
- 2011年
- 设计出以可编程控制器、伺服电机放大器、伺服电机和编码器为主要部件的可编程机械斩光器,并将其与多光镊系统相耦合,构建了胶体微粒间相互作用势测量系统。利用该系统测量聚苯乙烯球悬浮液中两个小球之间的静电相互作用势,其结果与胶体稳定理论符合,验证了系统的可靠性。该斩光器具有良好的易用性、兼容性和可移植性。并且该系统能在可控的物理化学条件下从粒子层次直接测量胶体粒子间不同类型的相互作用势,为深入研究胶体的微观机制提供了一种有效的测量手段和技术平台。
- 任洪亮周金华丁攀峰李银妹
- 关键词：相互作用势
- 基于自回归模型的光阱中粒子运动模拟
- 2013年
- 通过分析光阱中颗粒位移信号特性,建立描述粒子受限布朗运动过程的自回归模型,进而提出了一种基于自回归模型的光阱中颗粒运动信号模拟的新方法.对半径为1μm的粒子处于光阱刚度分别为10,20,50 pN/μm光阱时的位移信号进行了模拟,得到的模拟位移信号的自相关函数与理论值相一致.为了进一步阐明自回归模型的有效性,在相同光阱参数下,分别采用自回归模型与蒙特卡罗方法模拟光阱中微粒的位移信号,采用功率谱法分别对两种模拟方法所得的微粒位移标定光阱刚度,结果表明自回归模型方法能够取得和蒙特卡洛法相同的精度.因此,本文为分析光阱中粒子的随机运动提出了一种新的模拟方法,可以用来对光阱中的噪声及特性进行分析.
- 王自强钟敏成周金华李银妹
- 关键词：光阱信号模拟自回归模型
- 光镊系统随机漂移建模和误差补偿被引量：1
- 2014年
- 针对光镊系统本身噪声对测量精度的影响,提出了一种光镊系统随机漂移误差的有效补偿方法。首先,介绍了时间序列分析法和卡尔曼滤波技术,基于时间序列分析法建立了光镊的随机漂移误差模型;然后,用基于时间序列模型的卡尔曼滤波方法来减小该漂移误差。采用提出的方法对光镊设备实测数据的误差进行了补偿,结果表明:数据的误差方差由补偿前的188.90nm2减小为8.41nm2。计算补偿前后的艾伦方差可知,系统在平均时间为1s时可使最小位移误差从0.7nm降低到0.1nm。得到的结果显示:提出的滤波方法有效地抑制了光镊系统的漂移误差,将其用于双光镊对准可提高捕获光和探测光的对准精度,进而提高光镊系统的性能指标。
- 王自强钟敏成周金华孔凡让李银妹
- 关键词：光镊随机漂移误差补偿卡尔曼滤波
